專利名稱：一種帶有雙鍵的雙子表面活性劑制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶雙鍵的雙子陽離子表面活性劑的制備方法。屬于化工技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
雙子表面活性劑是將兩個(gè)兩親成分，在其頭基或靠近頭基處由聯(lián)接基團(tuán)通過化學(xué) 鍵連接在一起而形成的一類新型表面活性劑，如果其親水基為季銨鹽時(shí)，則為雙子陽離子 表面活性劑。與傳統(tǒng)的表面活性劑相比，它具有極高的表面活性，很低的克拉夫特(Kraft) 點(diǎn)和很好的水溶性，有些還具有與高分子表面活性劑相媲美的增稠性。雙子表面活性劑在 分子量上通常介于傳統(tǒng)表面活性劑與高分子表面活性劑之間，它的出現(xiàn)搭起了兩者之間的 橋梁，被譽(yù)為新一代表面活性劑，最有可能成為21世紀(jì)廣泛應(yīng)用的一類表面活性劑。但是 常規(guī)的方法需要繁瑣的步驟，不能用于大量生產(chǎn)，并且需要用到許多有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境不友 好。近年出現(xiàn)的雙子陽離子表面活性劑受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。雙子表面活性劑的 獨(dú)特優(yōu)良性能使其在紡織、生物及材料領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景?？删酆媳砻婊钚詣┮彩悄z體和表面科學(xué)的研究熱點(diǎn)，它是通過將雙鍵引入到表面 活性劑分子結(jié)構(gòu)中，使其在乳液聚合過程中通過自由基聚合，將表面活性劑分子永久地鍵 接到膠粒上。這類表面活性劑不僅具有常規(guī)表面活性劑的所有性質(zhì)，如形成膠束和降低界 面張力，且有著常規(guī)表面活性劑不可替代的優(yōu)勢(shì)。首先，表面活性劑的解吸將更加困難，穩(wěn) 定性更好；第二，當(dāng)膠乳成膜時(shí)，可聚合表面活性劑的使用可減少甚至抑制表面活性劑向膜 表面或膜內(nèi)親水性領(lǐng)域的遷移；第三，部分包埋的表面活性劑可作為聚結(jié)劑改進(jìn)所形成的 膜的性能；最后，用可聚合表面活性劑所制備的乳液應(yīng)用于橡膠工業(yè)中，如在使用之前先將 膠乳凝聚，那么用作凝聚或洗滌的水的處理將會(huì)簡化，或者說對(duì)這種水進(jìn)行去污處理所需 要的氧的量減少。自從1956年Bistline等應(yīng)用可聚合表面活性劑進(jìn)行聚合反應(yīng)以來，經(jīng)過幾十年 的發(fā)展，現(xiàn)在可聚合表面活性劑的品種已越來越多，美國化學(xué)文摘僅1997年相關(guān)專利就達(dá) 20多項(xiàng)。國外，特別是日本有大量應(yīng)用可聚合表面活性劑的專利。在所研究的表面活性劑 中，用于乳液聚合的主要有丙烯酸和甲基丙烯酸、丙烯酰胺和苯乙烯等可聚合表面活性劑， 反應(yīng)活性較低的烯丙型也可用于乳液聚合，目前研究比較多的是馬來酸型可聚合表面活性 劑，因?yàn)榕c其它可聚合表面活性劑相比，它的最大特點(diǎn)是只能共聚不能均聚。但目前文獻(xiàn)報(bào)道的可聚合表面活性劑都是由一個(gè)親水基和一個(gè)疏水基構(gòu)成，有兩 個(gè)親水基和兩個(gè)疏水基的可聚合表面活性劑還沒有報(bào)道。將可聚合表面活性劑的功能性和 雙子表面活性劑的高性能結(jié)合在一起，為合成新型表面活性劑創(chuàng)造了契機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種帶有雙鍵的雙子陽離子表面活性劑的制備方法，該雙子 表面活性劑既是一種可聚合表面活性劑，又同時(shí)具有雙子表面活性劑高表面活性的特點(diǎn)。
3在達(dá)到上述目的中，根據(jù)本發(fā)明提供一種帶有雙鍵的雙子陽離子表面活性劑的方法，此法 包括一種帶有雙鍵的雙子陽離子表面活性劑的制備方法，其特征是，它包括如下步驟(A)在計(jì)量的醇類和鹽酸中，同時(shí)按一定比例加入長烷基鏈?zhǔn)灏泛铜h(huán)氧氯丙烷，反 應(yīng)制得帶有羥基的雙子表面活性劑；(B)反應(yīng)制得帶有雙鍵的雙子表面活性劑在計(jì)量的溶劑中，按一定比例加入(A) 中帶有羥基的雙子表面活性劑和新制丙烯酰氯，同時(shí)加入少量的阻聚劑反應(yīng)制得帶有雙鍵 的雙子表面活性劑。加入少量的阻聚劑的目的是，防止在反應(yīng)中雙鍵聚合。本發(fā)明中步驟(A)中的醇類包括(a)乙醇(b)正丙醇(c)異丙醇(d)正丁醇(e)異戊醇步驟(A)中，鹽酸、長烷基鏈?zhǔn)灏芬约碍h(huán)氧氯丙烷物質(zhì)的量之比為1 2.5 1 時(shí)效果較好。在反應(yīng)液中環(huán)氧氯丙烷濃度較好的為0. 0001 0. 1摩爾/升，而更好的是 0. 0025 0. 025 摩爾 / 升。本發(fā)明中步驟⑶中溶劑包括(a)氯仿(b)四氫呋喃(c)吡啶步驟(B)中，帶有羥基的雙子表面活性劑和新制丙烯酰氯物質(zhì)的量之比為1 1 時(shí)效果較好。在反應(yīng)液中新制丙烯酰氯濃度較好的為0. 0001 0. 1摩爾/升，而更好的是 0. 0025 0. 025 摩爾 / 升。本發(fā)明合成的帶有雙鍵的雙子表面活性劑，其水溶液顯示出較高的粘度和高表面 活性，且由于有可聚合的性質(zhì)，在乳液聚合、納米材料制備等領(lǐng)域?qū)⒕哂泻芎玫膽?yīng)用前景
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例1(1)稱取20. 6克十二叔胺和10克鹽酸充分混合，再加入60克乙醇和20. 6克十二 叔胺，攪拌均勻后，在lh內(nèi)滴加5克環(huán)氧氯丙烷，待滴定后，在60°C下繼續(xù)反應(yīng)12h，不斷攪 拌。待反應(yīng)結(jié)束后，提純產(chǎn)物，得到帶羥基的雙子表面活性劑A。(2)稱取8. 5克A溶于30克氯仿，攪拌均勻后，加入0. 05克對(duì)苯二酚，并在lh內(nèi) 滴加1. 5克新制丙烯酰氯，待滴定后，在45°C下繼續(xù)反應(yīng)12h，不斷攪拌。待反應(yīng)結(jié)束后，提 純產(chǎn)物，得到帶雙鍵的雙子表面活性劑B。實(shí)施例2(1)稱取26. 5克十四叔胺和12克鹽酸充分混合，再加入50克正丙醇和26. 5克 十二叔胺，攪拌均勻后，在lh內(nèi)滴加5克環(huán)氧氯丙烷，待滴定后，在70°C下繼續(xù)反應(yīng)6h，不斷攪拌。待反應(yīng)結(jié)束后，提純產(chǎn)物，得到帶羥基的雙子表面活性劑A。(2)稱取8. 5克A溶于30克氯仿，攪拌均勻后，加入0. 05克對(duì)苯二酚，并在Ih內(nèi) 滴加1. 2克新制丙烯酰氯，待滴定后，在40°C下繼續(xù)反應(yīng)14h，不斷攪拌。待反應(yīng)結(jié)束后，提 純產(chǎn)物，得到帶雙鍵的雙子表面活性劑B。實(shí)施例3(1)稱取35克十六叔胺和14克鹽酸充分混合，再加入75克正丙醇和26. 5克十六 叔胺，攪拌均勻后，在Ih內(nèi)滴加5克環(huán)氧氯丙烷，待滴定后，在80°C下繼續(xù)反應(yīng)8h，不斷攪 拌。待反應(yīng)結(jié)束后，提純產(chǎn)物，得到帶羥基的雙子表面活性劑A。(2)稱取12克A溶于35克氯仿，攪拌均勻后，加入0. 1克對(duì)苯二酚，并在Ih內(nèi)滴 加1. 5克新制丙烯酰氯，待滴定后，在60°C下繼續(xù)反應(yīng)16h，不斷攪拌。待反應(yīng)結(jié)束后，提純 產(chǎn)物，得到帶雙鍵的雙子表面活性劑B。
權(quán)利要求
一種帶有雙鍵雙子表面活性劑的制備方法，其特征是，它包括如下步驟(A)反應(yīng)制得帶有羥基的雙子表面活性劑在裝有回流的帶夾套的三口瓶中，加入計(jì)量的乙醇和鹽酸，同時(shí)按一定比例加入長烷基鏈?zhǔn)灏泛铜h(huán)氧氯丙烷，回流加熱，反應(yīng)4～24h；(B)反應(yīng)制得帶有雙鍵的雙子表面活性劑在裝有回流的帶夾套的三口瓶中，加入計(jì)量的氯仿，按一定比例加入上述帶有羥基的雙子表面活性劑和新制丙烯酰氯，同時(shí)加入少量的阻聚劑對(duì)苯二酚或吩噻嗪，反應(yīng)4～12h。
2.按權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，其中式1為權(quán)利要求I(A)所述帶有羥基 的雙子表面活性劑，式2為權(quán)利要求1 (A)所述帶有雙鍵的雙子表面活性劑，其中R為η值 為4 24長烷基鏈；其反離子為Cl_陰離子，
3.按權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，(A)步驟中(1)其中所述含有長烷基鏈?zhǔn)灏芬约碍h(huán)氧氯丙烷溶液濃度為0.0001 0. 1摩爾/升， 摩爾比為2. 5 1 ；(2)鹽酸的用量為長烷基鏈?zhǔn)灏返?/2 1倍；(3)所用溶劑為乙醇或正丙醇。
4.按權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，(B)步驟中(1)其中所述含有帶有羥基的雙子表面活性劑以及新制丙烯酰氯溶液濃度為 0. 0001 0. 1摩爾/升，摩爾比為1 1;(2)阻聚劑用量0 IOOppm；(3)所用溶劑為氯仿或吡啶。
5.按權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，(A)步驟中將反應(yīng)結(jié)束后的產(chǎn)物減壓蒸餾除去溶劑，得到黃色膠狀物質(zhì)，用丙酮重結(jié)晶，去除雜質(zhì) 成分，真空干燥得到晶體粉末。
6.按權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，(B)步驟中將反應(yīng)結(jié)束后的產(chǎn)物減壓蒸餾除去溶劑，得到淡黃色膠狀物質(zhì)，用丙酮和乙酸乙酯重 結(jié)晶，去除雜質(zhì)成分，真空干燥得到晶體粉末。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶有雙鍵的雙子表面活性劑的制備方法。此法包括(A)將制備的帶有長烷基鏈?zhǔn)灏泛铜h(huán)氧氯丙烷溶解在醇類溶液中，反應(yīng)制得帶有羥基的雙子表面活性劑；(B)將上述溶液帶有羥基的雙子表面活性劑與新制丙烯酰氯反應(yīng)，制得帶有雙鍵的雙子表面活性劑。
文檔編號(hào)B01F17/18GK101869813SQ200910059039
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者馮玉軍, 楚宗霖, 蘇鑫 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司